CHƯƠNG 7 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THỂ TÍCH (PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ) PHẦN 1

PP chuẩn độ acid – baz PP chuẩn độ tạo tủa PP Mohr, Volhard và Fajan PP chuẩn độ phức chất EDTA NỘI DUNG CHÍNH... CÁC PHẢN ỨNG CHUẨN ĐỘ THÔNG DỤNGPhản ứng Oxy hóa khử Phép chuẩn độ

Trang 2

PP chuẩn độ acid – baz

PP chuẩn độ tạo tủa (PP Mohr, Volhard và Fajan)

PP chuẩn độ phức chất (EDTA)

NỘI DUNG CHÍNH

Trang 3

CÁC PHẢN ỨNG CHUẨN ĐỘ THÔNG DỤNG

Phản ứng Oxy hóa khử

Phép chuẩn độ KMnO4

DD MnO 4 - có màu tím hồng đậm

Dung dịch KMnO 4 có tính oxi hoá mạnh

Mn 2+ không màu và xúc tác cho (a) nhanh

hơn

Trang 4

•Khử về dạng hóa trị thấp

•Cđộ như thông thường

Cđộ ngược

ví du:ï hoà tan MnO 2 bằng lượng C 2 O 4 2- thừa và cđộ lượng thừa bằng MnO 4−

KMnO 4 không bền khi bảo quản KMnO 4 có thể Oxh Cl - ⇒ Dùng MT H 2 SO 4

Sai số hệ thống

của PP KMnO 4

Trang 5

Diphenylamin (= 0,76 V) hay diphenylamin sulfonat Na (= 0,85 V)

Ứng dụng Trực tiếp các ion khử như Fe 2+

Gián tiếp các ion có tính khử ( SO 3 2− ,S 2 O 3 2− , ) Qua hệ oxy hóa khử trung gian I 2 /KI

Cr2O72−

I −

I2

S O 2−

Trang 6

hồ tinh bột tạo hợp chất màu xanh với I 2 (nồng độ ≥ 2.10 −5 M)

Ứng dụng Trực tiếp các ion khử như S 2 O 3 2- , Sn 2+ , SO 3

2-Gián tiếp các ion có tính oxy hóa ( Br 2 , Cl 2 ) qua PƯ thế với KI

⇒ xác định I 2 tạo ra bằng dd chuẩn Na 2 S 2 O 3

Trang 7

I 2 dễ thăng hoa ⇒ dung dịch kém bền

Độ acid mạnh ⇒ phá hủy chỉ thị, gây PỨ phụ:

S2O32− + 2H + → H2SO3 + S↓

ïMôi trường quá kiềm ⇒ gây phản ứng phụ:

I2 + OH − → I − + IO − + H2O

3IO − → 2I − + IO3−

Chuẩn độ trong bình có nắp

Pha loãng dd và giữ ở nhiệt độ thường

Tránh đun nóng và để ngoài ánh sáng lâu

Lưu ý: I 2 chỉ tan trong dd KI tạo phức I 3−

⇒ pha I 2 trong lượng KI thích hợp

Trang 8

Phản ứng Oxy hóa khử

Các phép chuẩn độ khác

¾Phương pháp Ce4+

¾Phương pháp KBrO3 và KBrO3 – KBr

¾Phương pháp KIO3, KIO4.

¾Phương pháp Nitrit NaNO2

¾Phương pháp Fe2+

¾Phương pháp Ti3+

¾Phương pháp Sn2+

Trang 9

Phản ứng Acid - Baz

Chuẩn độ Acid mạnh – Baz mạnh

HA + BOH → BA + H 2 O

Lúc đầu, dd acid mạnh HA nên pH = -lg[HA]

Trước ĐTĐ, pH tăng dần nhưng pH < 7

Tại ĐTĐ, pH ≈ pH nước = 7

Sau ĐTĐ, pH = 14 – log[BOH] > 7

Có sự biến đổi

pH đột ngột tại lân cận TĐ

Cđộ bằng BOH

Trang 10

CÁC PHẢN ỨNG CHUẨN ĐỘ THƠNG DỤNG

Chuẩn độ Acid mạnh – Baz mạnh

có thể chọn các chất chỉ thị pH chuyển màu trong khoảng pH từ

4 – 10

Trang 11

10

Trang 12

Chuẩn độ acid yếu bằng baz mạnh

Lúc đầu, dd acid yếu HA Trước ĐTĐ, pH tăng dần nhưng chậm

Tại ĐTĐ, dd chứa baz yếu A

2

1 2

1

−

=

Trang 13

Chuẩn độ acid yếu bằng baz mạnh

có thể chọn các chất chỉ thị pH chuyển màu trong khoảng pH kiềm

Trang 14

1 2

1

=

Trang 15

yếu

• Methyl dacam

• Bromocresol lục

• Methyl đỏ

Trang 16

Phản ứng Acid - Baz Cđộ một đa acid (hay nhiều đơn acid) bằng baz mạnh

Điều kiện để chuẩn độ đa acid H n A theo từng nấc

10 1

10 4

Ví dụ: khi chuẩn độ H 3 PO 4 bằng NaOH

H 3 PO 4 + NaOH → NaH 2 PO 4 + H 2 O k a1 = 10 −2,12

NaH 2 PO 4 + NaOH → Na 2 HPO 4 + H 2 O k a2 = 10 −7,21

Na2HPO4 + NaOH → Na3PO4 + H2O ka3 = 10 −12,38

10 3

nấc 1 và 2

Trang 17

Lúc đầu, dd xem như acid yếu có k a = k 1

Tại ĐTĐ 1, dd chứa chất lưỡng tính NaH 2 PO 4

pH tñ1 = ½ (pKa 1 + pKa 2 ) = 4,66

pH tiếp tục tăng nhưng không xác định được ĐTĐ 3

Cđộ bằng NaOH

Quá trình chuẩn độ H 3 PO 4 bằng NaOH

Tại ĐTĐ 2, dd chứa chất lưỡng tính Na 2 HPO 4

pH tñ1 = ½ (pKa 2 + pKa 3 ) = 9,8

Cđộ bằng NaOH

Trang 18

Trang 19

Phản ứng Acid - Baz Cđộ một đa baz (hay nhiều đơn baz) bằng acid mạnh

Điều kiện để chuẩn độ đa baz A n- theo từng nấc

10 1

) (

10 4

i b

k

k pK

Ví dụ: khi chuẩn độ Na 2 CO 3 bằng HCl

10 2

Trang 20

Lúc đầu, xem như dd baz yếu có k b = k b1

Tại ĐTĐ 1, dd chứa chất lưỡng tính NaHCO 3

Trang 21

Cđộ một đa baz (hay nhiều đơn baz) bằng acid mạnh

Trang 22

Xác định độ kiềm của mẫu nước

Mẫu nước kiềm chứa các ion: OH - , CO 3 2- , HCO 3

-1 Chỉ chứa 1 ion kiềm đơn lẻ

2 Chứa đồng thời hai ion kiềm như OH - + CO 3 2- hay CO 3 2- + HCO 3

-Đơn vị của độ kiềm: g/l (dạng muối Na) hoặc mg CaCO 3 / l theo qui

Trang 23

Cđộ hỗn hợp chứa một đa acid + đơn acid bằng baz mạnh Cđộ hỗn hợp chứa một đa baz + đơn baz bằng acid mạnh

Xác định độ kiềm của mẫu nước

Khi CĐộ mẫu kiềm bằng HCl có tất cả 5 trường hợp

1 điểm tương đương

pH tđ ≈ 4

Chỉ chứa ion

CO 3

2-2 điểm tương đương

pH tđ1 = 8,33

pH tđ1 ≈ 4

V tđ2 < 2.V tđ1

Trang 25

CX↓ có T st nhỏ (< 10 −7 – 10 − 8 )

Trang 26

Phản ứng tạo tủa

Phương pháp Mohr

Ñieàu kieän

Định lượng trực tiếp các halogen (Cl - , Br - , I - ) bằng DD

chuẩn AgNO 3 với chỉ thị K 2 CrO 4

Trang 27

PƯ nhiễu: 2Ag + + 2OH− → 2AgOH → Ag 2 O ↓ + H 2 O

tủa Ag 2 CrO 4 sẽ tăng mạnh độ tan

PƯ nhiễu: 2CrO 4 2− + 2H + → 2HCrO 4− → Cr 2 O 7 2− + H 2 O

PƯ Cđộ bị cạnh tranh và Ag 2 O màu nâu cản trở nhìn màu

Có PƯ nhiễu: AgX↓ + 2 NH 3 → Ag(NH 3 ) 2 + X - Tan tủa

¾ Chuẩn độ ở t o thường vì Ag 2 CrO 4 tan ở nhiệt độ cao

¾ Dùng lượng K 2 CrO 4 thích hợp ([CrO 4 2− ] = 5.10 -3 M )

⇒ quan sát được Ag 2 CrO 4 ↓ ngay sau ĐTĐ ([X−] CL ∼10 −5 –10 −6 M)

Trang 28

Phương pháp Fajans

Ñieàu kieän

Định lượng trực tiếp halogen (Cl - , Br - , I - ) bằng DD chuẩn

AgNO 3 với chæ thò haáp phuï (Fluorescein - Fl)

Trang 29

Phản ứng chỉ thị: Fe 3+ + SCN− → Fe(SCN) 2+ (đỏ máu)

Điểm cuối: DD chứa tủa trắng đục → xuất hiện màu cam nhạt Phản ứng chuẩn độ ngược: Ag + (dư) + SCN - → AgSCN↓

Trang 30

T AgSCN < T AgCl ⇒ cân bằng phụ : AgCl + SCN− → AgSCN

làm tan tủa AgCl Hạn chế cân bằng phụ

- Lọc AgCl trước khi chuẩn Ag+ thừa.

- Dùng nitrobenzen để bao AgCl↓ lại.

- Đun nóng dung dịch để AgCl kết vón

Trang 31

Các phương pháp khác

Ngoài ba PP chuẩn độ tạo tủa vừa nêu, còn các PP tạo tủa khác

1/ Dùng SCN – để chuẩn độ trực tiếp Ag + (PP Volhard)

2/ Dùng Na 2 SO 4 hoặc K 2 CrO 4 chuẩn độ trực tiếp BaCl 2

3/ Dùng K 2 CrO 4 chuẩn độ trực tiếp Pb 2

Trang 32

Phản ứng tạo phức

C + M → CM

Cấu tử cần xác định X

¾ Hầu hết c ác cation kim loại (trừ các ion kim loại kiềm)

DD chuẩn C

¾ Thường là ligan EDTA

Phức tan

EDTA dạng acid khó tan trong nước

⇒ thường dùng dạng muối Na 2 H 2Ψ

(complexon III hay Trilon B) ký hiệu

H 2Ψ2− hay Ψ 4−

Phức kim loại với EDTA

Trang 33

1/ Phức MΨ phải bền (β’ MΨ ≥ 10 -8 ) ở pH chuẩn độ

2/ Phức chỉ thị-M cũng bền nhưng phải kém bền hơn phức MΨ.

3/ CB tạo phức thường chậm ⇒ chuẩn độ chậm hay đun nhẹ

4/ Loại ảnh hưởng của các ion KL nhiễu tạo phức bền với EDTA

Trang 34

tại điểm cuối

Khi chuẩn độ Mg 2+ , không được có Ca 2+ vì Ca 2+ tạo phức bền

MgIn + Ψ4− ⇄ MgΨ2− + In (Tím-hồng) xanh dương

Trang 35

Mg 2+ không ảnh hưởng vì [Mg 2+ ] tự do còn rất ít (→ Mg(OH) 2 )

Nhưng [Mg 2+ ] bđầu cần khống chế vì Mg(OH) 2↓ nhiều → hấp phụ Ca 2+

Trang 37

Chuẩn tổng Ca+Mg trong 1 phần mẫu ⇒ V 2

1/ Cđộ trực tiếp ở pH = 10, Erio T đen 2/ Thêm MgΨ 2− nếu hàm lượng Ca 2+ thấp 3/ Thêm chất che thích hợp để loại KL nặng

Chuẩn riêng Ca trong 1 phần mẫu ⇒ V 1

1/ Cđộ trực tiếp ở pH = 12,5 2/ Mg 2+ → Mg(OH) 2 ⇒ không cản trở

3/ Thêm chất che thích hợp để loại KL nặng

Thể tích EDTA dùng để chuẩn độ Mg 2+ là V 2 − V 1 (ml)

Trang 38

Chuẩn độ liên tiếp Al 3+ và Fe 3+ dựa vào độ bền khác nhau

của AlΨ− và FeΨ− ở các pH khác nhau

Trang 39

1/ Ở pH 2,5 , AlΨ− không bền (β’ FeΨ = 10 12,7 , β’ AlΨ = 10 4,2 )

⇒ Al 3+ không ảnh hưởng

2/ Nếu dd chứa Fe 2+ , muốn xác định Fe tổng ⇒ oxy hóa Fe 2+ → Fe 3+

(dùng K 2 S 2 O 8 ) rồi mới chuẩn độ

(Fe 2+ không tạo phức bền với EDTA ở pH 2,5)

3/ PƯ tạo phức chậm ⇒ chuẩn độ chậm và đun nhẹ

Trang 40

M = Zn, Ind = xylenol da cam ⇒ Ind = vàng , MInd: đỏ tím

M = Cu, Ind = P.A.N ⇒ Ind = vàng (cam) , MInd: đỏ tím

Trang 41

1/ Dùng PP chuẩn độ ngược vì Al 3+ PƯ chậm với EDTA

⇒ AlΨ− chỉ được tạo thành hoàn toàn khi t o > 80 o C

2/ Nếu dd chứa Fe 3+ , Fe 3+ bị cộng chuẩn vì FeΨ − rất bền ở pH 5

⇒ Cần xác định trước Fe 3+ riêng ở pH 2,5 → FeΨ − không cản trở

3/ Sự chuyển màu vàng → cam (đỏ) hơi khó quan sát nếu dd chuẩn loãng (0,010 M)

⇒ thêm chất màu nền → quan sát điểm cuối dễ dàng hơn

(thêm bromocresol lục : màu điểm cuối từ lục vàng → tím xám

Trang 42

Định lượng SO4 2- theo PP chuẩn độ ngược

Cho dd Ba 2+ dư chính xác để kết tủa hoàn toàn SO 4

2-CĐộ lượng dư Ba 2+ dư bằng dd EDTA

Phản ứng giữa Ba 2+

dư với SO 4 2- : Ba 2+ + SO 4 2- → BaSO 4 Phản ứng chuẩn độ ngược : Ba 2+ + Ψ 4− ⇄ BaΨ -2

complexon hay methylthymol xanh) để phát hiện điểm cuối

2/ Thường sử dụng tiếp phép CĐộ ngược thứ hai, cho dư EDTA và chuẩn độ EDTA dư bằng dd chuẩn Mg 2+ với chỉ thị Erio T đen

Định dạng
Số trang	42
Dung lượng	576,34 KB